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叠前道集地层约束反演技术在砂砾岩储层预测中的应用

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叠前道集 地层 约束 反演 技术 砂砾 岩储层 预测 中的 应用
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大 庆 石 油 学 院 学 报 F 33卷 第2期 23 2前道集地层约束反演技术在砂砾岩 储层预测中的应用 伊万顺 ,陈绪清 ,徐 海。,都小芳。,李海东。 (1.中国地质大学(北京)能源学院,北京102.胜利油田东胜有限责任公司。山东东营257()(】O;3.东方地 球物理公司国际部,河北涿州摘要:通常叠后波阻抗反演是基于入射角为零的叠后地震资料进行的,可以较好地反映岩性特征,但对于非均质 性较强的储层物性预测效果不理想.叠前道集地层约束反演技术基于贝叶斯原理,利用叠前道集数据反演,包含振幅随 入射角度变化的信息,能够较好地反映储层非均质性.东营凹陷北部陡坡带砂砾岩体反演结果表明,该技术能够较好地 预测了工区砂砾岩体储层的空间展布特征. 关键词:叠前道集地层约束反演;东营凹陷;砂砾岩体;三维可视化;储层预测 中图分类号: 文献标识码:A 文章编号:l【)()O—2一 引言 近年来随着油气勘探开发的逐步深入,勘探已从早期的构造圈闭描述转向对隐蔽油气藏的预测_】 ]. 隐蔽油气藏具有形成地质条件复杂,储层横向变化大,储层内幕非均质性强的特点.地震反演利用观测数 据恢复地下地质结构和岩石性质,是当前隐蔽油气藏勘探中应用较广泛的一种技术.常规叠后地震储层预 测技术基于零偏移距的假设不能对复杂岩性地层油气藏进行有效预测[3 ].叠前地震资料包含了振幅随 入射角度变化的信息,通过应用叠前地震资料的反演能够更清楚地反映地下地质体的实际情况,提供更丰 富的油气信息[ .,的反演_8 ],提出弹性波阻抗反演技术,随后给出扩充的弹性阻抗和标准化 的弹性阻抗方法,进行流体和岩性的预测口 “],但该方法反演精度不够,在有微弱噪声存在的情况下,横 波和密度的反演效果不理想[I ”].叠前道集地层约束反演技术是基于贝叶斯原理建立最佳的弹性参数分 布模型,通过波、横波、密度)反演,保持了纵波波阻抗、横波波阻抗、密度 反演结果的一致性 ,对地下地质体实际情况的预测达到了最佳效果.为此,笔者根据叠前道集地层约 束反演技术,对东营凹陷北部陡坡带砂砾岩体进行反演,预测工区砂砾岩体储层的空间展布特征. 1 原理与流程 1.1技术原理 假设地震噪声和弹性模型的不确定性分布都是高斯概率分布、零均值,模型空间的斜方差函数为C , 在最大相似性基础上建立最佳弹性模型,其简化后的目标函数.,为 J—j s+J , 1 式中: 和.厂 分别为与地震和地质相关的参数.若假设地震噪声各道之间是互不相关的,入射角为 ,地 震道集数据的噪声函数为 ( ),J 为模型的预测结果与实际角道集振幅的偏差,则可得 )一 [ )*w ] , (2) 收稿日期:2稿人:付广;编辑:陆雅玲 作者简介:伊万顺(1975一),男,博士,工程师,主要从事石油地质方面的研究 大庆石油学院学报 第33卷2中: (优)为角度 时的反射系数系列,与当前的弹性模型;( )为地震入射角 的标准方差,它 与每一个角道集数据体的信噪比相关;w 为与角度 和 有关的最佳角道集子波; 为实测角度为 时的地震数据. 角度为 的反射系数序列可由左普里兹方程的近似算法地质相关的参 数-, 表示先前的弹性模型参数与预测的模型参数的偏差,可根据模型斜方差处理函数 得到.将 定 义为指数形式的斜方差,并且允许用户修改最先的弹性模型和其几何构造属性参数,有利于弹性反演. 定义模型偏差为 一 , 是初始密度 纵波波阻抗 和横波波阻抗 的多参数模型.假定 ( .e. )的斜方差沿地层方向呈指数分布,则在同一个相关层面的点处 的斜方差为 …t 1,,l1 (M), (M ))一 , (3) ∑一 d | 7mP 乱 ),口s 甜s 1HP s 岛 (4) 式(3~4)中: 为相关长度; 。, 。和 分别为纵波阻抗、横波阻抗和密度体的不确定性的标准方差; 。单和 为参数间的相关系数.对斜方差处理函数 进行转置,离散化后得到一个稀疏矩阵, 与地质有关的参数J 为 .厂 一( — ‘。 ) C: ( — ” ). (5) 反演的目标函数J(m)为 .,(m)一 )*W 一 ( ~ ( r). (6) 如果信噪比很高,那么反演将不会考虑地震信息;因为这是不可信的.在这种情况下,地震信息仅部 分参与到最佳波阻抗分布的计算中,促使最佳模型与初始模型保持最大程度的一致. 1.2技术分析 叠前道集地层约束反演技术综合利用了地质信息、叠前地震振幅信息和测井曲线纵横波信息创建最 佳的弹性参数分布,与传统反演技术相比,具有优点: ①通过使用用叠前时进行弹性参数的反演,最大限度 地保持了 ,j ,②应用叠前道集约束反演技术时,不同角度的 角道集都有相应的不同子波,增强了子波随偏移 距变化的非均质信息; ③应用地震信息、测井信息和地质信息作为约 束条件参与反演,加强了反演结果的稳定与可靠 性,使得反演结果误差最小. 1_3反演工作流程 叠前道集地层约束反演技术利用角度叠加数 据、背景信息(J ,p)及一些非地震信息(宏观构 造模型、微观几何构造、极性反转后的地震数据和 背景模型中的可信度信息、每一个角道集的子波 图l 叠前叠后联合弹性反演流程 等)进行约束叠前地震反演.反演流程见图1.反演过程输入参数为:2个或多个角道集;每一个角道集的 子波;微层的几何构造(以微层的倾角体和走向体的形式输入);地震数据和背景模型的可信度信息;背景 信息(波阻抗、密度);可选的分层体(控制每一层的参数). 第万顺等:叠前道集地层约束反演技术在砂砾岩储层预测中的应用 2 应用实例 2.1 工区概况 研究工区位于东营凹陷北部陡坡带的中部,该区勘探的主力目的层系为下第三系沙河街组沙三下一 沙四段砂砾岩体.该套砂体在沉 积上具有近物源、短物源、多物源 的特征;在地震上多呈杂乱反射, 空间展布特征难以描述,砂砾岩 体的包络面难以刻画;钻探证实 不同期次的砂砾岩体纵横向上相 互叠置,砂砾岩体的空间分布变 化快,储层物性非均质性 强[1。 ,用常规的叠后波阻抗地 震反演难以准确预测储层的空间 分布规律. 2.2储层预测 在叠前道集预处理的基础 上,应用叠前道集地层约束反演 技术对工区目的层沙三下一沙四 段砂砾岩体储层进行预测.反演 结果通过钻井标定分析认为,纵 波波阻抗反演剖面岩性接触关系 清晰,在近物源区能够识别出各 套砂组的纵向特征,在远物源区 能够寻找到岩性的尖灭点(见图 2);横波波阻抗反演剖面砂砾岩 体储层响应特征明显_1引,为进一 步的油藏评价及预测提供依据 (图3). 2.3地质分析 根据测井曲线储层定量交会 分析量版,对反演波阻抗目的层 段砂砾岩储层进行标定:工区沙 四上砂砾岩储层密度为2.5~ 2.6 g/纵波波阻抗为1.10 ~1.25×1O g·m/( s).通过波阻抗、电阻率和密度的 交会分析对工区砂砾岩储层发育 区进行预测:砂砾岩储层表现为 低波阻抗背景上的相对高值、相 对高密度特征,平面上沿古冲沟 发育于扇中一扇端部位,盐18古 丰深2井 丰深1井 盐22井盐162纵波波阻抗连井反演剖面 丰深2井 丰深1井 盐22井盐163 横波波阻抗连井反演剖面 图4 沙四上 O O O O O 0 0 踟。_ 彻㈣啪㈣姗㈣ 1 2 2 2 2 2 3 3 3 L ∞宣\重譬 O O O O O O O O 0 猢 伽 ㈣ 姗 ㈣ 猢 彻 1 2 2 2 2 2 3 3 3 量\垦蓉 大庆石油学院学报 第33卷2009年 冲沟砂砾岩储层厚度大,永921钻遇204 m;盐16古冲沟泥岩夹层多,砂砾岩厚度大;在丰深3井一丰8 井发育透镜状滑塌砂砾岩储层;纵向上,储层自上至下、自南向北储层物性变差,沙四上I~Ⅲ砂组储层平 均孑 ,平均渗透率为4.6×10_。Ⅱm ,沙四上Ⅳ砂组平均孔隙度为8.9 ,平均渗透率为1.32 ×1m .为反映储层在空间上的展布特征,通过对反演波阻抗三维交会分析,以及对沙四上体储层进行三维空间定量识别,确定储层砂体的空间展布形态,结合钻井分析,发现坨129西北、盐22 西、永925东3个有利滚动勘探区;预测在丰深3与盐17之间存在一个有利勘探区(图4).其中刚钻探的 丰深1井与丰深3井在该砂组均钻遇砂砾岩储层,并钻获活跃的油气显示,从而验证储层预测的准确性, 揭示本区良好的油气勘探潜力. 3 结束语 叠前道集地层约束反演技术综合利用叠前地震、叠后地震、地质及测井数据,通过多角度、多尺度信息 约束反演降低反演的不稳定性,提高了反演的可信度;同时融入振幅随偏移距变化的信息,可以反映地下 储层的非均质性.通过对东营凹陷北部陡坡带砂砾岩体反演,更好地预测了砂砾岩体的储层特征.利用 反演数据三维交会分析,在储层测井曲线交会图版标定下,对储层砂体进行三维空间雕刻,确定工区砂砾 体储层的空间展布特征. 参考文献: [1]郭伟,代宗仰.叠后波阻抗约束反演的若干问题[J].断块油气田。23(6):16~17. [2]年静波,张尔华.我国东部复杂断块区三维地震反演与储集层预测[J].新疆石油地质,27(2):87. [3]张永刚.油气地球物理技术新进展[M].北京:石油工业出版社,275. [4]张学才.适于陡坡带砂砾岩体的地震资料叠前时间偏移处理技术[J].地球物理学进展,23(2):588—593. [5]苑书金.叠前地震反演技术的进展及其在岩性油气藏勘探中的应用[J].地球物理学进展,22(3):879—88O. [6]苑书金,于常青.各向异性介质中的弹性阻抗及其反演『J].地球物理学进展,21(2):52[7] A,w A.f ].8(6):665—676. [8] D.].985,5o(1):77~89. [9] D.in of ].1(9):8[1o] N.c ].8:60~62. [n] .]. 999,18:438—452. [12]王云专,李素华.基于正演模拟的泊松比反演[J].大庆石油学院学报,2o(1):7—9. [13]刘彦,胡金民.叠前弹性反演技术研究及应用口].地质装备,2(5):25—28. [14] ,.of ].71tg:27—23O. [15] ,.3D VA:f ]. 72oc.53—256.
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